所屬欄目:水力論文 發(fā)布日期:2010-12-31 09:11 熱度:
1施工降水的重要性
水工建筑物多建在河床上或水資源較豐實(shí)的地方,地下水位偏高,一般均需采取人工降低地下水位的措施。
1.1降低土方開(kāi)挖成本
水中或含水量飽和的土方開(kāi)挖均存在著邊坡不穩(wěn)或被迫加大開(kāi)挖邊坡,造成運(yùn)輸困難、道路泥濘,加大棄料難度等;人工降低地下水后,無(wú)論從開(kāi)挖量上還是從開(kāi)挖難度上均可大大降低土方開(kāi)挖成本。
1.2保證干場(chǎng)作業(yè),確保工程質(zhì)量
干場(chǎng)作業(yè)是混凝土工程(包括砌石)的先決條件,只有干場(chǎng)作業(yè)才能確保基礎(chǔ)和平面尺寸及高程準(zhǔn)確無(wú)誤,基礎(chǔ)原狀土不受擾動(dòng),也為后續(xù)混凝土及其他工程施工提供保障與可能。而干場(chǎng)作業(yè),離不開(kāi)施工降水。因而水工建筑物施工最重要的是首先要做好施工降水。沒(méi)有良好的降水,施工質(zhì)量無(wú)法保證。
1.3施工降水直接影響工程進(jìn)度
沒(méi)有良好的降水,混凝土澆筑運(yùn)輸系統(tǒng)布置十分困難,許多常規(guī)的施工方法難以實(shí)施,將被迫采取費(fèi)時(shí)費(fèi)工的方法。因而施工降水直接影響著工程進(jìn)度。
盡管施工降水需一定投入,但可帶來(lái)開(kāi)挖成本的降低,混凝土施工成本的降低。衡水電廠穿滏陽(yáng)河底管線工程,由于承建方未采用降水措施,塌方嚴(yán)重,局部開(kāi)挖3次才完成,有水段管線,管道安裝和河外無(wú)水段安裝在同等人力設(shè)備情況下相差4~5倍,教訓(xùn)相當(dāng)深刻,因而施工降水直接影響著工程的質(zhì)量、進(jìn)度和效益。
2施工降水采用的主要方法及適用范圍
施工降水的方法較多,主要有:明排、截流溝、防滲墻、輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井進(jìn)點(diǎn)及深井泵,明排、截流溝多用于滲透系數(shù)較大的項(xiàng)目。防滲墻用于受場(chǎng)地限制目前我省多采用管井法,個(gè)別工程采用了真空吸水。
各種降低地下水位的深度,設(shè)備條件及經(jīng)濟(jì)比較而定。噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、深井泵在我省水利工程施工中工程施工中采用還比較少。
理論上講:輕型井點(diǎn)一般適用于滲透系數(shù)不小于0.1m/晝夜的土層中,降低地下水位,對(duì)一層輕型井點(diǎn)為3~6m。管井就是沿基坑一定距離設(shè)置一個(gè)管井,每個(gè)管井單獨(dú)設(shè)置一個(gè)水泵不斷抽水降低地下水,管井施工適合于滲透系數(shù)較大(K=20~200m/晝夜),地下水量大的土層中。
可以看出,輕型井點(diǎn)與管井法的采用主要應(yīng)考慮土層的滲透系數(shù)是否合適,技術(shù)是否可行。在具體施工中,河北省東部平原地區(qū)滲透系數(shù)多在0.1~1.5m/晝夜,理應(yīng)采用輕型井點(diǎn),但實(shí)際上多采用管井法,也取得了較好的降水效果。近幾年在浪淀樞紐、邯鄲熱電廠取水口、邯鄲熱水電沉淀池工程均采用深井法,均達(dá)到降水要求。之所以選用管井法原因是:
(1)管井法合理布置也能達(dá)到降水效果;
(2)管井法施工簡(jiǎn)單,不用專(zhuān)用工具,用4-5天就可完成排水井布置,相反,輕型井點(diǎn)需一次性投資專(zhuān)用設(shè)備;
(3)水利工程工期偏緊,土方開(kāi)挖與施工排水同時(shí)進(jìn)行,管井法多布置基坑外,輕型井點(diǎn)需挖一定土方,管井法容易控制基坑邊坡,防止塌方,且減少土方開(kāi)挖難度。
(4)管井法一勞永逸,不需在閘底板、消力池處分別布置;
(5)管井法對(duì)土方開(kāi)挖及混凝土施工影響較小,而輕型井點(diǎn)則有一定影響。
3排水方案設(shè)計(jì)
一般排水方案設(shè)計(jì)采用水利水電施工設(shè)計(jì)手冊(cè)的假設(shè)理想園方案。
(1)基坑當(dāng)量半徑x0=F/元
F為井管包圍面積
(2)含水層深度H0
H0=K1(S0+L)
S0指井內(nèi)水位降低深度,L指濾管長(zhǎng),K為系數(shù)
(3)抽水半徑影響
R=1.95SH0K
K為滲透系數(shù),S指需降水深度
(4)計(jì)算單井涌水量及總量
(5)校核基坑中心水位下降深度
S=H0-
假設(shè)理想園方案計(jì)算方法有一定缺陷,缺陷就出在假設(shè)上。建筑物結(jié)構(gòu)形式多種多樣,如條形建筑工程(倒虹吸)明顯無(wú)法假設(shè)成理想園;同時(shí)降水最深的部位也不是假設(shè)園圓心;再者假設(shè)理想園方案井深一樣,不利于具體布井方案。為此建議在滲透系數(shù)較小的情況下(如K>2m1晝夜)采用管井法謹(jǐn)慎使用以上計(jì)算公式。特別是在井深上更不易生搬硬套。
從近幾年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)效果看,假設(shè)理想園方案過(guò)與保守,實(shí)際上在河北省平原水工建筑物排水只用假設(shè)理想園方案一半井深和井?dāng)?shù)就可達(dá)到理想的降水效果。排水設(shè)計(jì)還應(yīng)注意以下內(nèi)容:
(1)有無(wú)明水影響基坑,在有明水位置設(shè)置截水槽。
(2)一般工程井深、井距、井位的確定和布置
井深布置:開(kāi)挖深度4m以?xún)?nèi),以10~15井深為好;開(kāi)挖深度6m以?xún)?nèi),以15~20m井深為好,但井深不能超過(guò)不透水層,不求井深一致,降水深部位可適當(dāng)加深。
井距布置:布置在平坦部位(河岸或河槽);盡可能離基坑近些,間距15m左右。可布置在干砌石或漿砌石上,在均勻布置基礎(chǔ)上開(kāi)挖深度較大部位加密。
4排水方案
在排水方案設(shè)計(jì)完成后,方案實(shí)施包括成井與排水。
(1)管井法成井多采用農(nóng)用井成井工藝,鉆機(jī)成孔,下無(wú)砂混凝土管,但在具體施工中應(yīng)注意:①管井完成后立即投入洗井,連續(xù)不斷24小時(shí)抽水洗井以確保混凝土井管周?chē)酀{洗凈,以防淤井;②成井時(shí)泥漿不易太稠,以免難以洗井,同時(shí)帶來(lái)周?chē)靥盍系睦щy;③井管接頭要用麻布封閉,井管周?chē)秒p層尼龍布包裹,確保地基安全和延長(zhǎng)井的壽命;④鉆井時(shí)要設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé),對(duì)小時(shí)進(jìn)尺認(rèn)真觀注,若進(jìn)尺突然加快(如每小時(shí)5m)說(shuō)明有透水層,若進(jìn)尺慢要考慮有隔水層,要及時(shí)地調(diào)整井深(甚至井距)。
(2)抽水
抽水一般采用潛水泵,通過(guò)抽水試驗(yàn)選用合適的泵型,但由于井深不同,地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同,在具體抽水中多發(fā)生“不夠抽”的現(xiàn)象,且容易發(fā)生燒泵等問(wèn)題,具體實(shí)施中可采用回水管,在出水管出井部位設(shè)置三通,加回水閥通過(guò)閥門(mén)控制回水流量,以確保水夠抽又能抽完,達(dá)到不斷地實(shí)施排水;另外在抽水過(guò)程中還應(yīng)注意:①洗井后仍抽渾水(含泥沙)或在抽水中突然由清變混,發(fā)生這種現(xiàn)象,一般來(lái)說(shuō)有成井的失敗或井已壞的可能,要堅(jiān)決果斷地予以封井,并采取必要的補(bǔ)救措施;②抽水過(guò)程中要加強(qiáng)臨近建筑物的觀測(cè)及在建建筑物的觀測(cè),密切注意高程的變化,在高程出現(xiàn)有一定沉降后,要封井或抬高泵位的措施,直到對(duì)建筑物無(wú)影響為止;③排水設(shè)計(jì)一定要考慮對(duì)鄰近建筑物的影響,特別是加固工程。如邯鄲熱電廠施工時(shí)降水就造成鄰近學(xué)校的地面沉降、房屋裂縫,帶來(lái)了嚴(yán)重的話題糾紛和社會(huì)問(wèn)題。同時(shí)要考慮降水對(duì)正在施工的建筑物的影響;施工安排應(yīng)合理,先底部,后上部,在建筑物進(jìn)行到閘墩澆筑后,應(yīng)停止臨近閘墩部位管井的使用。
5、結(jié)束語(yǔ)。施工降水對(duì)水工建筑物施工有著十分重要的作用。施工降水費(fèi)用在整個(gè)工程中占有相當(dāng)?shù)谋壤┕そ邓桨敢欢ㄒ鶕?jù)工程特點(diǎn)、地形特點(diǎn)合理布置,具體實(shí)施過(guò)程更要考慮周全,靈活調(diào)整。
文章標(biāo)題:平原水工建筑物施工降水
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